{"id":103584,"date":"2022-02-02T07:35:00","date_gmt":"2022-02-02T06:35:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=103584"},"modified":"2022-01-26T14:51:07","modified_gmt":"2022-01-26T13:51:07","slug":"forschungsprojekt-ecoloop-sauberes-synthesegas-aus-kunststoffabfallen-herstellen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/forschungsprojekt-ecoloop-sauberes-synthesegas-aus-kunststoffabfallen-herstellen\/","title":{"rendered":"Forschungsprojekt Ecoloop: Sauberes Synthesegas aus Kunststoffabf\u00e4llen herstellen"},"content":{"rendered":"\n

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\"Wie
Wie aus Kunststoffabf\u00e4llen sauberes Synthesegas werden kann, zeigt der bio-basierte Vergaser aus dem Forschungsprojekt Ecoloop \u00a9 Ecoloop GmbH<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Forschende haben eine Vergasertechnologie entwickelt, mit der sich auch schadstoffreiche hochkalorische Kunststoffabf\u00e4lle \u00f6kologisch sauber energetisch und stofflich verwerten lassen. Das Forschungsprojekt Ecoloop<\/a> hat dazu die Grundlage geschaffen.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

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Kaputte Gefrierdosen, die alte Badeente, leere Plastikverpackungen, Luftpolsterfolie und vieles mehr \u2014 laut Umweltbundesamt fallen in Deutschland j\u00e4hrlich rund 6,28 Millionen Tonnen Kunststoffabf\u00e4lle an<\/a>. Mehr als die H\u00e4lfte davon werden energetisch verwertet. Das bedeutet, sie dienen entweder direkt als Ersatzbrennstoff oder werden in M\u00fcllverbrennungsanlagen verbrannt und die dabei entstandene Energie ausgekoppelt. Rund 40.000 Tonnen, also 0,6 Prozent, sind jedoch weder recycel- noch weiter verwertbar.<\/p>\n\n\n\n

\"Im
Im Forschungsprojekt Ecoloop haben Forschende einen bio-basierten Vergaser entwickelt, der aus Kunststoffabf\u00e4llen Synthesegas herstellt. \u00a9 Ecoloop GmbH<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Hochkalorische Kunststoffabf\u00e4lle in gereinigtes Synthesegas umwandeln<\/h3>\n\n\n\n

Dabei erfordern vor allem halogenhaltige und schadstoffreiche Kunststoffabf\u00e4lle niedrigere Prozesstemperaturen, was zu niedrigen Wirkungsgraden f\u00fchrt. Um diese effizient verwerten zu k\u00f6nnen, sind alternative Verfahren notwendig. Hier setzte das vom Bundesministerium f\u00fcr Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gef\u00f6rderte Forschungsprojekt Ecoloop an. Dessen Ziel war es, einen gro\u00dftechnischen Gegenstromvergaser zu entwickeln, der Kunststoffabf\u00e4lle in einem zirkulierenden Kalkwanderbett kontinuierlich vergast.<\/p>\n\n\n\n

So entsteht Synthesegas, welches als Energietr\u00e4ger oder als Rohstoff etwa in der Stahlindustrie dienen kann. F\u00fcr einen m\u00f6glichst umweltgerechten Prozess bindet das grobst\u00fcckige Kalkbett die dabei freigesetzten Schadstoffe. Die Forschenden wollten damit eine Technologie entwickeln, bei der keine Abgasemissionen entstehen und eine kostenintensive Rauchgasreinigung vollst\u00e4ndig vermeidbar ist.<\/p>\n\n\n\n

Zudem sollte das Synthesegas in Ecoloop direkt in den Kalkbrenn\u00f6fen des Projektpartners Fels-Werke eingesetzt werden und so die bisherigen Prim\u00e4renergietr\u00e4ger ersetzen.<\/p>\n\n\n\n

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Theoretisch machbar: Pilotanlage liefert erste Erkenntnisse<\/h3>\n\n\n\n

In der Projektlaufzeit haben die Forschenden eine Vergaser-Pilotanlage errichtet und getestet, im Folgenden auch Alpha-Anlage genannt. F\u00fcr diese war eine thermische Leistung von 32 Megawatt angestrebt.<\/p>\n\n\n\n

Standort f\u00fcr die Alpha-Anlage war das Kalkwerk der Fels-Werke im Kalten Tal bei Elbingerode, Harz. Hier wurden Mischkunststoffe und Branntkalk im Verh\u00e4ltnis von eins zu drei gemischt und kontinuierlich in den Vergaser dosiert. In der Alpha-Anlage konnten die Forschenden mehr als 2000 Tonnen heizwertreiche kunststoffhaltige Abfallfraktionen in Synthesegas umwandeln. Damit haben sie gezeigt: grunds\u00e4tzlich funktioniert das Ecoloop-Prinzip. Kunststoffabf\u00e4lle k\u00f6nnen im Kalkwanderbett zu Synthesegas umgewandelt werden.<\/p>\n\n\n\n

\"Als
Als sogenannte Brennstoffkompaktate werden die Kunsstoffabf\u00e4lle zusammengefasst und dem Prozess zugef\u00fchrt \u00a9 Ecoloop GmbH<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

“Die Ecoloop Technologie ist eine ideale Erg\u00e4nzung in der Abfallwirtschaft. In Sortieranlagen werden sortenreine Kunststoffe f\u00fcr das werkstoffliche Recycling aussortiert. Dabei bleiben unweigerlich Sortierreste zur\u00fcck, die dann \u00fcber die Umwandlung zu Synthesegas stofflich oder besonders effizient energetisch verwertet werden k\u00f6nnen. So kann die Recyclingquote insgesamt erh\u00f6ht werden”. Roland M\u00f6ller<\/strong>, Projektkoordinator und Gesch\u00e4ftsf\u00fchrer der Ecoloop GmbH<\/p><\/blockquote>\n\n\n\n

Jedoch erreichten die Forschenden mit der Alpha-Anlage die angestrebte thermische Leistung nicht vollst\u00e4ndig. Bei einer l\u00e4ngeren Laufzeit und einer h\u00f6heren Leistung traten technische Probleme auf. So f\u00fchrte dies etwa zu Druckverlusten in der Pyrolysezone oder Blockaden des Kalkwanderbetts, sodass das entstandene Synthesegas nur bedingt durch das Wanderbett hindurch nach oben abstr\u00f6men konnte. Diese Probleme nachhaltig zu l\u00f6sen, h\u00e4tte aufw\u00e4ndige Verbesserungsma\u00dfnahmen und Umr\u00fcstungen erfordert. Finanziell waren diese weder tragbar noch gerechtfertigt. Somit kamen die Forschenden von Ecoloop zu der Erkenntnis, dass die Alpha-Anlage im vorliegenden Design wirtschaftlich nicht betreibbar ist.<\/p>\n\n\n\n

Wissenschaftliches Teilprojekt ebnet Weg zur Beta-Version<\/h3>\n\n\n\n

Rund vier Monate vor Ende des Forschungsprojektes an der Alpha-Anlage startete das wissenschaftliche Teilprojekt<\/a> an der Technischen Universit\u00e4t Clausthal. Hier haben die Forschenden ein Simulationsmodell entwickelt, um die Alpha-Anlage besser zu verstehen und damit weiter optimieren zu k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n

Das Modell bildete wesentliche chemische und physikalische Vorg\u00e4nge im Gegenstromvergaser ab und erm\u00f6glichte damit, unterschiedliche Parametereinstellungen und unterschiedliche Einsatzstoffe zu simulieren. Die Forschenden haben dazu sowohl Literaturdaten sowie experimentell ermittelte Stoff- und Reaktionsdaten als auch Prozess- und Betriebsdaten der Alpha-Anlage herangezogen.<\/p>\n\n\n\n

Die Simulationen haben noch nicht ausreichend bekannte thermodynamische Effekte der Reaktorgeometrie aufgedeckt. Somit konnte das Team hinter Ecoloop bauliche Ver\u00e4nderungen vor einer Investition abbilden und die Auswirkungen qualitativ bewerten. Mit den Erkenntnissen haben die Forschenden n\u00f6tige Ma\u00dfnahmen erarbeitet, um die Alpha-Anlage zu einer modifizierten Beta-Anlage weiterzuentwickeln.<\/p>\n\n\n\n

Holzvergaser wird Schl\u00fcssel zum Erfolg<\/h3>\n\n\n\n

Nach Abschluss des zweiten Ecoloop-Teilprojektes<\/a> mussten die Forschenden feststellen, dass sich die Beta-Anlage ebenfalls nicht im gro\u00dftechnischen Ma\u00dfstab etablieren l\u00e4sst. Zum einen bleibt die Investitionsh\u00fcrde nach wie vor sehr hoch. Zum anderen zeigten sich bereits zu dem Zeitpunkt unsichere Marktperspektiven. Zunehmend steigt der Wunsch nach ma\u00dfgeschneiderten Anlagenkapazit\u00e4ten und neuen M\u00f6glichkeiten, Kunststoffabf\u00e4lle dezentral zu verwerten.<\/p>\n\n\n\n

Die Forschenden entschieden daher, auch nach Abschluss von Ecoloop an der Entwicklung festzuhalten. Zusammen mit neuen Projektpartnern konzipierten sie eine kleinere und modular aufgebaute Anlage. Dazu mussten sie jedoch das urspr\u00fcnglich entwickelte Kalkwanderbett austauschen. In einer kleineren Anlage f\u00fchrte dies zu Problemen und w\u00e4re vor allem unwirtschaftlich. Schl\u00fcssel war ein Wanderbett bestehend aus grob st\u00fcckigem Holz, sodass die Forschenden die modifizierte kleinere Anlage auf Basis eines Holzvergasers entwickelt haben.<\/p>\n\n\n\n

Anlage f\u00fcr bio-basierte Vergasung seit 2020 erfolgreich in Betrieb<\/h3>\n\n\n\n
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Der bio-basierte Vergaser nutzt Kunststoffabf\u00e4lle und Holz, um Synthesegas herzustellen. Zus\u00e4tzlich ist Kalk beigemischt, der die im Prozess freigesetzten Schadstoffe bindet. \u00a9 Ecoloop Gmbh<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Das Holzwanderbett wird darin zwar nicht im Kreis gef\u00fchrt, es bietet aber die n\u00f6tige St\u00fctzfunktion und erm\u00f6glicht einen unproblematischen Vergasungsprozess. Um nach wie vor die Schadstoffe zu binden, haben die Forschenden dem Holzwanderbett zus\u00e4tzlich Kalk beigemischt.<\/p>\n\n\n\n

Die halogenhaltigen hochkalorischen Kunststoffabf\u00e4lle werden somit besonders schadstoffarm zu sauberem Synthesegas verarbeitet. Die Forschenden bezeichnen die neue Technologie als bio-basierte Vergasung (BBV).<\/p>\n\n\n\n

Der BBV-Vergaser mit einer Gasleistung von 0,3 Megawatt ist seit 2020 in Lauingen an der Donau erfolgreich in Betrieb. In den kommenden Jahren ist die Anlage f\u00fcr weitere Versuchsreihen vorgesehen. So sollen hier etwa unterschiedliche Anwendungsszenarien und Materialzusammensetzungen f\u00fcr potenzielle Kunden getestet werden.<\/p>\n\n\n\n

Funktionsschema des bio-basierten Vergasers<\/h3>\n\n\n\n
\"Funktionsschema

Quelle: \u00a9Ecoloop GmbH<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n
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Forschungsprojekt erm\u00f6glicht eine dezentrale Abfallwirtschaft<\/h3>\n\n\n\n

Zuk\u00fcnftig kann die durch Ecoloop entwickelte Technologie die Abfallwirtschaft nachhaltig unterst\u00fctzen. Die kleine Bauweise des BBV-Vergasers ist besonders vorteilhaft. So lassen sich ma\u00dfgeschneiderte Anlagen dezentral einsetzen und das bei einer vergleichsweise niedrigen Investition. Entsprechend der gew\u00fcnschten Kapazit\u00e4t werden die Vergasermodule zusammengeschaltet. Damit sind sogar Gasleistungen bis in den zweistelligen Megawatt-Bereich m\u00f6glich.<\/p>\n\n\n\n

Anstatt Kunststoffabf\u00e4lle zu weiter entfernten Verbrennungsanlagen transportieren zu m\u00fcssen, k\u00f6nnten sie mithilfe der kleineren BBV-Anlage direkt dort verwertet werden, wo sie anfallen. Dies vermeidet Transportkosten und spart vor allem weitere CO2-Emissionen ein. Die neue Technologie begegnet damit dem zunehmenden Trend, dezentrale Verwertungsl\u00f6sungen f\u00fcr Kunststoffabf\u00e4lle zu finden.<\/p>\n\n\n\n

Langer Atem lohnt sich: Ecoloop legte Grundstein f\u00fcr neuen Vergasungsprozess<\/h3>\n\n\n\n

Das Besondere am Forschungsprojekt Ecoloop ist, dass der Technologie-Durchbruch erst rund sechs Jahre nach Abschluss des gef\u00f6rderten Vorhabens erfolgte. Dennoch waren die Ergebnisse beider Teilprojekte daf\u00fcr entscheidend. Sie haben den Grundstein gelegt, um die Technologie weiterzuentwickeln und schlie\u00dflich eine funktionsf\u00e4hige Anlage zu konzipieren.<\/p>\n\n\n\n

Das in der BBV-Anlage produzierte Synthesegas direkt vor Ort energetisch oder stofflich zu nutzen, ist f\u00fcr Unternehmen besonders attraktiv. So k\u00f6nnen sie es beispielsweise als Prim\u00e4renergietr\u00e4ger in Hochtemperaturprozessen einsetzen oder etwa fossile Reduktionsmittel in der Roheisen-Herstellung ersetzen. Zudem ist die Qualit\u00e4t des Synthesegases so gut, dass sich daraus in einem nachgeschalteten Blockheizkraftwerk, kurz: BHKW, Strom erzeugen l\u00e4sst. Dies ist insbesondere f\u00fcr eine Vielzahl von Kunden aus Industrie, Gewerbe und Kommunen interessant: Sie k\u00f6nnen etwa neue wirtschaftliche und \u00f6kologische Energiekonzepte entwickeln.<\/p>\n\n\n\n

Nutzen Betriebe das Synthesegas energetisch und ersetzen damit andere Brennstoffe, senkt dies die CO2-Emissionen signifikant und verbessert die Nachhaltigkeit ihrer Prozesse. Alternativ k\u00f6nnen Anlagenbetreiber den erzeugten Strom in \u00f6ffentliche Stromnetze einspeisen und diese damit entlasten.<\/p>\n\n\n\n

Das Forschungsprojekt Ecoloop hat somit gezeigt, wie beharrliche Forschung zwischen Grundlagen und Anwendung sowie die stetige Weiterentwicklung letzten Endes zum Erfolg f\u00fchren. (ln)<\/p>\n\n\n\n

“Das Vorhaben hat eindrucksvoll gezeigt, dass Forschungserfolg oftmals einen sehr langen Atem bis zum Erreichen gesteckter Ziele ben\u00f6tigt und dass R\u00fcckschl\u00e4ge f\u00fcr neue und entscheidende Innovationssch\u00fcbe sorgen k\u00f6nnen”. Roland M\u00f6ller<\/strong>, Projektkoordinator und Gesch\u00e4ftsf\u00fchrer der Ecoloop GmbH.<\/p><\/blockquote>\n\n\n\n

\"Seit
Seit 2020 ist der BBV-Vergaser in Lauingen an der Donau erfolgreich in Betrieb. \u00a9 Ecoloop GmbH<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Eine Frage an Projektkoordinator Roland M\u00f6ller<\/h3>\n\n\n\n

Die Ecoloop-Technologie ist ein gutes Beispiel f\u00fcr die Forschung im Themenbereich chemisches Recycling. Was ist aus Ihrer Sicht n\u00f6tig, um diese und damit auch die Energiewende weiter voranzubringen?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

\u201eWichtig w\u00e4re, weitere wirtschaftliche Anreize zu schaffen, um alternative Verfahren zur M\u00fcllverbrennung attraktiver zu machen. Die M\u00fcllverbrennung ist nach wie vor von der CO2-Zertifikatspflicht freigestellt, w\u00e4hrend die hochwertigere Nutzung von Synthesegas aus demselben Abfall, etwa in Industrieprozessen, der CO2-Bepreisung unterliegt. Hier w\u00e4re zumindest eine Gleichbehandlung hochwertiger Verwertungsverfahren mit der M\u00fcllverbrennung angezeigt. Weiterhin sollte die Plastiksteuer konsequent umgesetzt werden. Diese k\u00f6nnte sicherstellen, dass Kunststoffabf\u00e4lle vor der Verbrennung erfasst und entsprechend mit der Steuer belegt werden. Das w\u00fcrde die Annahmepreise an den M\u00fcllverbrennungsanlagen massiv erh\u00f6hen und die Entwicklung alternativer Recyclingverfahren vorantreiben.<\/p>

Zudem sollte das Verpackungsgesetz zuk\u00fcnftig das chemische Recycling mit dem werkstofflichen Recycling gleichstellen. Das w\u00fcrde die Bem\u00fchungen, weitere chemische Verwertungsl\u00f6sungen zu entwickeln sowie die Wirtschaftlichkeit unserer Technologie, positiv unterst\u00fctzen.\u201c \u2014 Roland M\u00f6ller<\/strong>, Gesch\u00e4ftsf\u00fchrer der Ecoloop GmbH.<\/p><\/blockquote>\n\n\n\n

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Forschende haben eine Vergasertechnologie entwickelt, mit der sich auch schadstoffreiche hochkalorische Kunststoffabf\u00e4lle \u00f6kologisch sauber energetisch und stofflich verwerten lassen. Das Forschungsprojekt Ecoloop hat dazu die Grundlage geschaffen. Kaputte Gefrierdosen, die alte Badeente, leere Plastikverpackungen, Luftpolsterfolie und vieles mehr \u2014 laut Umweltbundesamt fallen in Deutschland j\u00e4hrlich rund 6,28 Millionen Tonnen Kunststoffabf\u00e4lle an. Mehr als die H\u00e4lfte […]<\/p>\n","protected":false},"author":59,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"none","nova_meta_subtitle":"Kleinvergaser-Pilotanlage mit einer Gasleistung von 0,3 Megawatt seit 2020 erfolgreich in Betrieb","footnotes":""},"categories":[17143],"tags":[7670,18660,14051,11841,13453,10453],"supplier":[6352,19725,2843],"class_list":["post-103584","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-recycling","tag-biogas","tag-chemischesrecycling","tag-energie","tag-kreislaufwirtschaft","tag-kunststoffe","tag-recycling","supplier-bundesministerium-wirtschaft-energie","supplier-ecoloop-gmbh","supplier-technische-universitaet-clausthal"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/103584","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/users\/59"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=103584"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/103584\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=103584"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=103584"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=103584"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=103584"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}